자기부상 기술을 이용해 반도체나 디스플레이 제조환경 같은 진공상태에서 대형 물품을 분진발생 없이 정밀하게 이송할 수 있는 초정밀 자기부상 시스템 기술이 개발됐다.

한국기계연구원 기계시스템안전연구본부 자기부상연구실 박도영 박사 연구팀은 진공챔버 안에서 800kg급 캐리어를 전자석을 이용, 1mm 부상시킨 후, 선형 전동기(Linear Motor)를 이용해 왕복으로 이동시키는 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

이 기술은 인천국제공항에 도시형 자기부상열차를 상용화하는 과정에서 기계연이 확보한 자기부상 원천기술을 첨단산업 공정에 적용한 것이다. 책상처럼 디귿자형 구조로 된 프레임에 부착된 전자석을 이용, 동력원이 없는 금속성 캐리어를 부상시키고 직선 방향으로 이동시키는 것이 핵심이다.

이 기술로 OLED 디스플레이나 반도체 등의 제조공정에서 이 기술로 물체를 이송시키면 바퀴 및 베어링 등에서 발생하는 분진이 없을 뿐 아니라 정밀제어를 통한 균일한 속도로 이동, 안정적인 증착이 가능해 불량률을 개선할 수 있을 것으로 기대된다.

이번에 개발된 초정밀 자기부상 이송을 적용하면 자기부상하여 정지했을 때 1㎜에서 간격 변동이 최대 ±7.65㎛에 불과하다. 머리카락의 지름은 약 70㎛, 미세먼지의 지름은 약 10㎛다. 캐리어가 1㎜ 부상했을 때 움직임을 미세먼지 1개보다도 작은 정도로 정밀하게 제어할 수 있다.

연구팀은 부상 간격을 실시간으로 측정하는 전용 센서도 제작했다. 시중 제품의 5분의 1 가격이다. 동시에 시스템을 모듈화하고 여러 개의 캐리어를 동시에 이동 및 제어할 수 있어 대량생산 시스템에도 적용할 수 있다.

박도영 자기부상연구실 책임연구원은 “고청정 환경에서 정밀한 이송과 부상이 가능한 기술로, 시장 확대가 예측되는 반도체 및 디스플레이 산업의 생산성을 향상시키는 데 기여할 것”이라며 “높은 신뢰도의 자기부상 원천기술 뿐 아니라 응용기술까지 개발한 만큼 생산현장 적용도 멀지 않을 것으로 기대한다”고 말했다.

이은지 기자 ejelen@viva100.com